Voie de l'Acide Shikimique - Première Partie (PDF)

Métabolite secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic ❑ formation de l’acide shikimique DAHPS (3-deoxy-o-arabino- heptulosonate-7- phosphate synthase) ❑ L'acide shikimique est produit directement à partir de deux métabolites du D-glucose: ❖ le phosphoénol pyruvate (C...

Métabolite secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic ❑ formation de l’acide shikimique DAHPS (3-deoxy-o-arabino- heptulosonate-7- phosphate synthase) ❑ L'acide shikimique est produit directement à partir de deux métabolites du D-glucose: ❖ le phosphoénol pyruvate (C3) et ❖ le D- érythrose-4-phosphate (C4) (cycle calvin et/ou pentose phosphate) se condensent pour former l'heptulose à sept carbones. DAHPS  Métabolite secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic ❖ La voie de biosynthèse de l'acide shikimique à partir du glucose est une voie du monde végétal qui conduit à certains acides aminés et, juste en amont, à l'acide quinique (quinquina) et à l'acide gallique (galles de chêne).  Métabolite secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic  Métabolite secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 1) Biosynthèse des acides aminés aromatiques Le détail la voie de l'acide shikimique dans la synthèse de trois acides aminés aromatiques, la phénylalanine, la tyrosine et le tryptophane. La structure des trois acides aminés est la suivante  Métabolite secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic Leur biosynthèse emprunte la voie de l'acide shikimique (ou du shikimate, sa base conjuguée) qui conduit à l'acide chorismique (ou au chorismate, sa base conjuguée). Chorismate Acide shikimique Shikimate Acide chorismique  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 2) Shikimate et chorismate ❖ Le point de départ de la biosynthèse de ces acides aminés aromatiques est la condensation du phosphoénolpyruvate (PEP) et de l'érythrose-4-phosphate qui aboutit au 2-céto-3-désoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate (ou DAHP) un composé en C7 qui se cyclise ; deux étapes supplémentaires conduisent au shikimate ; trois autres étapes et l'on obtient le chorismate. ❖ Toutes les réactions (étapes 1 à 7) nécessitent des enzymes ❖ Le détail est le suivant :  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 2) Shikimate et chorismate Les enzymes nécessaire aux sept étapes de la première partie de cette voie Réaction -1- DAHP synthase Réactions -2- 3-déshydroquinate synthase (DHQ synthase) Réaction -3- 3-déshydroquinate déshydratase (DHQ déshydratase) Réaction -4- Shikimate déshydrogénase Réaction -5- Shikimate kinase Réaction -6- 5-énolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase Réaction -7- Chorismate synthase  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 3) Du chorismate à la phénylalanine et à la tyrosine Le chorismate est d'abord transformé en préphénate par réarrangement de Claisen sous l'action du chorismate mutase  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 3-1) De l'acide préphénique à la phénylalanine ❖ Deux étapes sont nécessaires enfin pour passer de l'acide préphénique (acide conjugué du préphénate) à la phénylalanine  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic ❖ Réaction -1- L'acide préphénique subit une décarboxylation oxydative avec élimination du groupe hydroxyle sous forme d'eau pour donner de l'acide phénylpyruvique ❖ Réaction -2- L'acide phénylpyruvique subit une transamination par l'acide glutamique et un enzyme aminotransférase pour donner la phénylalanine ; l'acide glutamique est transformé en acide α-cétoglutarique.  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 3-2) De l'acide préphénique à la tyrosine ❖ Réaction -1- L'acide préphénique subit une oxydation par le couple NADP+/NADPH (-OH en 4 est transformé en =O) et l'enzyme déshydrogénase. ❖ Réaction -2- Une décarboxylation conduit à l'acide 4-hydroxy-phénylpyruvique. ❖ Réaction -3- L'acide 4-hydroxy-phénylpyruvique subit une transamination par l'acide glutamique et un enzyme transaminase pour donner la Tyrosine ; l'acide glutamique est transformé en acide α-cétoglutarique.  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 4) Du chorismate au tryptophane ❖ Le passage du chorismate au tryptophane se déroule en plusieurs étapes résumées puis détaillées ci-après  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic Les enzymes nécessaires à ces réactions Réaction -1- Anthranilate synthase Réaction -2- Phosphoribosyl anthranilate transférase Réaction -3- Phosphoribosyl anthranilate isomérase Réaction -4- Indol-3-glycérol phosphate synthase Réaction -5- Tryptophane synthase *Signification de quelques abréviations - PRPP : Phosphoribosylpyrophosphate  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic - PPi : Pyrophosphate inorganique - GAP : Glycéraldéhyde-3-phosphate  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 4-1) Du chorismate à l'anthranilate (étape 1) (le détaille) ❖ Le mécanisme correspondant à cette première étape et qui fait intervenir l'anthranilate synthase, comporte 6 paliers. ❖ On en donne ci-dessous deux qui correspondent à la formation de l'acide anthranilique et du pyruvate  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 4-1) Du chorismate à l'anthranilate (étape 1) (le détaille) suite - il y a eu antérieurement formation d'ammoniac à partir de la L-glutamine L'ammoniac agit en tant que nucléophile se fixant sur l'acide chorismique ; il y a déplacement de liaisons et élimination d'eau à partir de l'hydroxyle de l'acide chorismique et d'un hydrogène de l'ammoniac.  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 4-1) Du chorismate à l'anthranilate (étape 1) (le détaille) suite - L'intermédiaire formé se dissocie en acide anthranilique et en acide pyruvique  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 4-2) De l'anthranilate au N-phosphoribosyl anthranilate (étape 2)  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 4-3) Du N-phosphoribosyl anthranilate à l'énol-1-carboxyphénylamino-1'- déoxyribulose-5-phosphate (étape 3)  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 4-4) De l'énol-1-carboxyphénylamino-1'- déoxyribulose-5-phosphate à l'indol- 3-glycérol phosphate (étape 4) ❖ Il s'agit d'une décarboxylation suivie de la formation du noyau indole par cyclisation  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic 4-5) De l'indol-3-glycérol phosphate au tryptophane (étape 5) L'enzyme catalysant cette réaction se décompose en deux sous-unités : - Le tryptophane synthase (sous-unité α) catalyse une rupture aldolique de l'indol-3-glycérol phosphate pour donner l'indole et le glycéraldéhyde-3-phosphate - Le tryptophane synthase (sous-unité β) catalyse la réaction finale qui fait intervenir la sérine, le coenzyme PLP (Phosphate de pyridoxal) avec formation du tryptophane et élimination d'eau.  Métabolisme secondaire et régulation 1. Voie shikimate ou de l’acide shikimic Glycolyse Glycolyse